(57)【要約】【課題】流体の一層の拡散を図り得る流体の拡散促進装置を提供する。【解決手段】ダクト２内に、４個の二等辺三角形の板体１２を、それぞれの底辺部１２ａがダクト２における流れ方向と直交する平面上に位置するように且つその底辺部１２ａが当該ダクト２の内壁面２ａに沿うように所定間隔でもって配置するとともに、これら各板体１２の頂部１２ｂが流れの上流側に位置するように且つこれら各頂部１２ｂが各底辺部１２ａで囲まれる内側空間部内に位置するように各板体１２を傾斜させてなる拡散組体１１を、ダクト２における流れ方向と直交する平面内に４個配置したものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内に、複数の三角形状の板体を、それぞれの底辺部が流路における流れ方向と直交する平面上に位置するように且つその底辺部が当該流路の壁面に沿うように所定間隔でもって配置するとともに、これら各板体の頂部が流れの上流側に位置するように且つこれら各頂部が各底辺部で囲まれる内側空間部内に位置するように各板体を傾斜させたことを特徴とする流体の拡散促進装置。
【請求項２】
板体の傾斜角度が、内側空間部の中心線に対して１０〜５０度の範囲内となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の流体の拡散促進装置。
【請求項３】
板体におけるその底辺部と平行な横断面形状を、内側空間部の外側に膨らむ湾曲状としたことを特徴とする請求項１または２に記載の流体の拡散促進装置。
【請求項４】
任意の板体の傾斜角度を調節し得るようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の流体の拡散促進装置。
【請求項５】
流路の断面を円形状にしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の流体の拡散促進装置。
【請求項６】
流路の断面を矩形状にするとともに、板体を、流路を形成する四方の壁面に対応して４個配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の流体の拡散促進装置。
【請求項７】
請求項６に記載の流体の拡散促進装置における４個の板体を一組とする拡散組体を、流路における流れ方向に沿って複数個配置したことを特徴とする流体の拡散促進装置。
【請求項８】
請求項６に記載の流体の拡散促進装置における４個の板体を一組とする拡散組体を、流路における流れ方向と直交する平面内に複数個配置したことを特徴とする流体の拡散促進装置。
【請求項９】
請求項８に記載の流体の拡散促進装置における拡散組体が流路における流れ方向と直交する平面内に複数個配置されてなる平面拡散組体を、流路における流れ方向に沿って複数個配置したことを特徴とする流体の拡散促進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路に配置されて流体の拡散を促進するための拡散促進装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
焼却炉などから排出される排ガスには窒素酸化物などが含まれており、この排ガスに含まれている窒素酸化物を除去するために還元剤が触媒の上流側で排ガス中に噴霧されているが、この還元剤をできるだけ、排ガス中に均一に拡散させて触媒による脱硝作用を効果的に行わせる必要がある。
【０００３】
ところで、排ガス中に噴霧された還元剤などを均一に拡散させるものとしては、例えば多数の三角形状の板体が整然として配置されたミキサーなどがある（例えば、特許文献１参照）。このミキサーにおいては、三角形状の板体が多数配置されるとともに、流れ方向に対して所定の傾斜角度でもって一列ごとにその頂部が互いに逆向きとなるように且つその傾斜方向も逆向きにされて、流体の混合の促進が図られている。
【特許文献１】特開２０００−１９８６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来のミキサーによると、三角形状の板体が多数配置されるとともに、流れ方向に対して所定の傾斜角度でもって一列ごとにその頂部が互いに逆向きとなるように且つその傾斜方向も逆向きにされて、流体の混合、すなわち流体の拡散が図られているが、さらなる拡散が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、流体の一層の拡散を図り得る流体の拡散促進装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る流体の拡散促進装置は、流路内に、複数の三角形状の板体を、それぞれの底辺部が流路における流れ方向と直交する平面上に位置するように且つその底辺部が当該流路の壁面に沿うように所定間隔でもって配置するとともに、これら各板体の頂部が流れの上流側に位置するように且つこれら各頂部が各底辺部で囲まれる内側空間部内に位置するように各板体を傾斜させたものである。
【０００７】
また、請求項２に係る流体の拡散促進装置は、請求項１に記載の流体促進装置における板体の傾斜角度が、内側空間部の中心線に対して１０〜５０度の範囲内となるようにしたものである。
【０００８】
また、請求項３に係る流体の拡散促進装置は、請求項１または２に記載の流体促進装置の板体におけるその底辺部と平行な横断面形状を、内側空間部の外側に膨らむ湾曲状としたものである。
【０００９】
また、請求項４に係る流体の拡散促進装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の流体促進装置における任意の板体の傾斜角度を調節し得るようにしたものである。
また、請求項５に係る流体の拡散促進装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の流体促進装置における流路の断面を円形状にしたものである。
【００１０】
また、請求項６に係る流体の拡散促進装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の流体促進装置における流路の断面を矩形状にするとともに、板体を、流路を形成する四方の壁面に対応して４個配置したものである。
【００１１】
また、請求項７に係る流体の拡散促進装置は、請求項６に記載の流体の拡散促進装置における４個の板体を一組とする拡散組体を、流路における流れ方向に沿って複数個配置したものである。
【００１２】
また、請求項８に係る流体の拡散促進装置は、請求項６に記載の流体の拡散促進装置における４個の板体を一組とする拡散組体を、流路における流れ方向と直交する平面内に複数個配置したものである。
【００１３】
さらに、請求項９に係る流体の拡散促進装置は、請求項８に記載の流体の拡散促進装置における拡散組体が流路における流れ方向と直交する平面内に複数個配置されてなる平面拡散組体を、流路における流れ方向に沿って複数個配置したものである。
【発明の効果】
【００１４】
上記拡散促進装置の構成によると、流路内に、複数の三角形状の板体を、それぞれの底辺部が流路における流れ方向と直交する平面上に位置するように且つその底辺部が当該流路の壁面に沿うように所定間隔でもって配置するとともに、これら各板体の頂部が流れの上流側に位置するように且つこれら各頂部が各底辺部で囲まれる内側空間部内に位置するように各板体を傾斜させたので、すなわち、三角形状の板体を角錐体の側面上に位置するように配置したので、流路を流れる流体は、まず三角形の頂部側の細い部分にて衝突して板体を回り込むような渦が発生した後、幅が広い板体の底辺部側に沿って流れる際に速度が増大し、しかも、この速度が増大した流体は、板体同士の間から複数の板体にて囲まれた内側空間部内に流れ込むため、流体が一層攪拌される。つまり、流体に還元剤などの噴霧状物質が吹き込まれている場合、その拡散がより一層促進される。
【００１５】
例えば、従来のミキサーのように、三角形状の板体を多数配置するとともに、流れ方向に対して所定の傾斜角度でもって一列ごとにその頂部が互いに逆向きとなるように且つその傾斜方向も逆向きにして、流体の混合を行うようにしたものに比べて、流体の拡散を、より一層行うことができる。
【００１６】
また、三角形状の板体を角錐体の側面上に配置されてなる拡散組体を、複数個並列におよび／または流れに沿って配置することにより、各拡散組体にて発生した渦が互いに干渉することにより、強さの異なる渦が発生するため、さらなる拡散が行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る流体の拡散促進装置を図面に基づき説明する。
本実施の形態においては、例えば脱硝用の還元剤を噴霧するのに用いられる拡散促進装置として説明する。
【００１８】
すなわち、この拡散促進装置は、被脱硝流体、例えば焼却炉からの排ガスに含まれている窒素酸化物を除去するために還元剤が触媒の上流側で排ガス中に噴霧される（吹き込まれる）が、この還元剤を、一層、均一に拡散させて触媒による脱硝作用を効果的に行わせるために用いられるものである。
【００１９】
図１〜図３に示すように、この拡散促進装置１は、被脱硝流体である排ガスＧを導く断面が正方形（矩形状の一例であり、勿論、長方形でもよい）で比較的口径の大きいダクト２の途中に配置され、４個の平面視形状（または正面視形状）が二等辺三角形（正三角でもよい）の薄い板体１２が一組とされる拡散組体１１が、複数個（複数組ともいえる）、例えば上下左右に４個配置されることにより構成されたものである。勿論、ダクト２の口径が小さい場合には、拡散組体１１が１個だけ配置される場合もある。
【００２０】
上記拡散組体１１は、図４および図５に示すように、ダクト２内の所定位置に、４個の三角形状つまり二等辺三角形の板体１２を、それぞれの底辺部１２ａがダクト２における同一断面すなわちダクト２における流れ方向と直交する平面上に位置するように且つその底辺部１２ａが当該ダクト２の内壁面２ａに沿うように略同一間隔（コーナ部分を含んだ間隔であり、当然、同一間隔も含まれる）ｍでもって配置されるとともに、これら各板体１２の頂部（二等辺三角形の頂点）１２ｂが流れの上流側に位置するように且つこれら各頂部１２ｂが４個の板体１２にて囲まれる内側空間部Ｐ側に、正確にはその中心線ａ側に位置するように各板体１２が、中心線ａに対して所定角度θ（１０〜５０度の範囲内で、好ましくは、１０〜３０度の範囲内され、例えば２０度にされている。なお、上記角度の下限未満では、排ガスＧが板体１２に衝突した際の渦の発生が十分でなく、上限を超えると、上記渦が乱されることにより、十分な拡散が行われない。）でもって傾斜されている。
【００２１】
より分かり易く説明すると、仮想四角錐体（角錐体の一例）Ｋの４つの三角形状の各側面Ｓ内（側面上ともいえる）に板体１２が配置された状態である。したがって、この仮想四角錐体Ｋの頂角は２θとなり、また各側面Ｓの底辺の長さをＫＬとすると、板体１２の底辺部１２ａの長さＬは、０．６ＫＬ〜０．９ＫＬの範囲内とされ、高さＨについては、底辺部１２ａの長さＬに対して０．７〜２倍（つまり、０．７Ｌ〜２Ｌ）の範囲内とされる。
【００２２】
そして、上記拡散組体１１が、図３に示すように、ダクト２内に、上下左右に４個所定間隔δを有して配置されており、またこれら各拡散組体１１とダクト２の内壁面２ａとの間隔も、例えば拡散組体１１同士の所定間隔δと同一にされている。なお、各板体１２は、細い線材または棒材（図示せず）などにより、ダクト２内に固定される。
【００２３】
上記構成において、ダクト２内を排ガスＧが流れた場合、この拡散促進装置１の配置箇所にくると、排ガスＧの流れは、図６に示すような状態となる。なお、図６の矢印は排ガスＧの速度ベクトルを示しており、ベクトルの長さが大きさを表わしている。
【００２４】
図６から、拡散促進装置１の配置箇所においては、上流側が細く且つ尖るようにされるとともに下流側が広くされた三角形状の板体１２が、その頂部１２ｂ同士が近づくように傾斜して配置されているため、まず、頂部１２ｂにおいて渦が発生し、そして各拡散組体１１の中央部分を流れる一様流に近い排ガスＧが板体１２の表面に沿って外側に導かれるとともに、その外側に導かれるガス量についても下流側に行くにつれて漸次増えてその速度も増大し、したがって拡散組体１１のコーナ部に対応する一対の板体１２同士の間から、排ガスＧが速い速度でもって内側空間部Ｐ内に流れ込んでいるのが、つまり逆向きに流れているのが良く分かる。
【００２５】
すなわち、この拡散組体１１の存在により、排ガスＧの流れに渦が発生するとともに、速度の大きさおよび方向が乱されるため、排ガスＧ中に噴霧された還元剤が効果的に、つまり従来のミキサーに比べて一層拡散されることになる。そして、さらに、上記の効果を有する拡散組体１１が、流れと直交する平面内に４個配置されているため、各拡散組体１１の外側に導かれた排ガスＧ同士が圧縮・衝突して、その後、一挙に、流れの障害となる物体が無い広い下流側の空間部に流れ込むため、ダクト２内に噴霧された還元剤が、より一層（より均一に）拡散される。
【００２６】
言い換えると、ダクト２内に、複数の二等辺三角形の板体１２を、それぞれの底辺部１２ａがダクト２における流れ方向と直交する平面上に位置するように且つその底辺部１２ａが当該ダクト２の内壁面２ａに沿うように所定間隔でもって配置するとともに、これら各板体１２の頂部１２ｂが流れの上流側に位置するように且つこれら各頂部１２ｂが各底辺部１２ａで囲まれる内側空間部Ｐ内に位置するように各板体１２を傾斜させたので、すなわち、二等辺三角形の板体１２を四角錐体の側面上に位置するように配置したので、ダクト２内を流れる排ガスＧは、まず二等辺三角形の頂部１２ｂ側の細い部分にて衝突して渦が発生した後、幅が広い板体１２の底辺部１２ａ側に沿って流れる際に速度が増大し、しかも、この速度が増大した排ガスＧは、板体１２同士の間から４個の板体１２にて囲まれた内側空間部Ｐ内に流れ込むため、排ガスＧが一層攪拌される。つまり、排ガスＧに還元剤などの噴霧状物質（または、他の流体）が吹き込まれている場合、その拡散がより一層促進される。
【００２７】
例えば、従来のミキサーのように、三角形状の板体を多数配置するとともに、流れ方向に対して所定の傾斜角度でもって一列ごとにその頂部が互いに逆向きとなるように且つその傾斜方向も逆向きにして、流体の流れ方向を層状に変化させるとともに単に頂部から発生した渦により流体の混合を行うようにしたものに比べて、流体の拡散を、より一層促進させることができる。
【００２８】
ところで、上記実施の形態においては、拡散組体１１を、流れ方向と直交する平面（同一または略同一断面ともいえる）内に４個配置したが、例えば図７に示すように、拡散組体１１を流れ方向と直交する平面内に４個（図面では、手前の２個だけが示されている）配置してなる平面拡散組体１３を前後に、つまり、拡散組体１１を合計８個配置しても良く、さらに図８に示すように、拡散組体１１を、前側に４個（２×２）配置するとともに後側に９個（３×３）配置したものでもよい。なお、９個配置する場合には、図８に示すように、前側の４個の拡散組体１１が、後側に位置する拡散組体１１同士の間にくるように（所謂、千鳥状に）配置される。なお、ダクトの断面積が狭い場合には、１個の拡散組体１１を前後方向に複数個配置するようにしてもよい。
【００２９】
このように、拡散組体１１を流れと直交する平面内に複数個および／または流れ方向に沿って複数個配置することにより（つまり、複数個の拡散組体１１を並列におよび／または前後に配置することにより）、各拡散組体１１にて発生した渦が互いに干渉して、強さの異なる渦が発生するため、さらなる拡散が行われる。
【００３０】
また、図９に示すように、三角形状の板体１２′を、その底辺部１２′ａと平行な横断面形状がダクト２の内壁面２ａ側に膨らむようにされた湾曲状としてもよい（所謂、「反り」を付与してもよい）。
【００３１】
また、図１０に示すように、任意のまたは全ての板体１２の頂部１２ｂ近傍の両側縁部１２ｃに、所定幅で且つ所定長さ（側縁部方向の長さ）の板材を渦安定板１４として取り付けるようにしてもよい（勿論、図９に示す板体１２′にも渦安定板を取り付けてもよい）。この渦安定板１４により、頂部１２ｂ近傍で発生した渦を安定させて、渦が消滅するのを遅らせることができる。
【００３２】
また、図示しないが、任意のまたは全ての板体１２（１２′）の底辺部１２ａ（１２′ａ）をダクト２側に棒状部材を介して支持するとともに、この棒状部材を回転可能に構成することにより、板体１２の傾斜角度を調節可能にしてもよい。
【００３３】
この構成により、実際の排ガスの流れに対して最適な傾斜角度にすることができるとともに、例えば板体にダストなどが付着した場合には、板体を揺動させることにより、その付着ダストを払い落とすことができる。
【００３４】
さらに、上記実施の形態においては、ダクトの断面形状を正方形（または、矩形状）として説明したが、例えば円形である場合にも適用することができる。この場合、円形のダクトの内壁面に沿って、三角形状の板体が所定間隔置きに配置される。すなわち、各板体の底辺部が多角形の各辺に沿って配置されることになる。場合によっては、板体の底辺部を円形のダクトの内壁面に沿って湾曲させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態に係る拡散促進装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】同拡散促進装置の平面図である。
【図３】同拡散促進装置の上流側から見た正面図である。
【図４】同拡散促進装置における拡散組体の斜視図である。
【図５】同拡散促進装置における拡散組体の側面図である。
【図６】同拡散促進装置による拡散状態を示す排ガスの速度ベクトルを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る拡散促進装置の変形例に係る概略構成を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る拡散促進装置の他の変形例に係る概略構成を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る拡散促進装置における板体の変形例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る拡散促進装置における板体の他の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      拡散促進装置
２      ダクト
２ａ    内壁面
１１      拡散組体
１２      板体
１２ａ    底辺部
１２ｂ    頂部
１２ｃ    側縁部
１３      平面拡散組体
１４      渦安定板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010017661.tif 000008
【図７】
2010017661.tif 000009
【図８】
2010017661.tif 000010
【図９】
2010017661.tif 000011
【図１０】
2010017661.tif 000012